垫圈材料的选择
在螺纹紧固件中因螺栓、螺钉、螺母的支承面不可能做得很大(受材料与工艺的限制),为减小承压面的压应力,保护被连接件的表面而采用垫圈。为防止连接副的松动采用防松的弹簧垫圈和多齿形锁紧垫圈、圆螺母止动垫圈以及鞍形、波形、锥形弹性垫圈。
平垫圈主要用于减小压强,当有的部位拧紧轴向力很大时,易使垫圈压成碟形,这时可改用材料和提高硬度来解决。
弹簧垫圈的锁紧效果一般,重要部位尽量少用或不用,而采用自锁结构。对于用于高速拧紧(气动或电动)的弹簧垫圈,最好采用表面磷化处理的垫圈,提高其减磨性能,否则易摩擦发热而烧坏或张口,甚至损坏被连接件表面。对于薄板连接处,不应采用弹簧垫圈结构。据统计,弹簧垫圈在汽车上使用得越来越少了。
齿形弹性垫圈中的连接齿形由于锁紧力大而且均匀,在汽车行业中使用较多,而间隔齿型的则少一些。
对于弹簧垫圈、弹性垫圈,根据国标,一般可选择 GB699-1999 《优质碳素结构钢》中的 60 、 70 钢和 65Mn 钢。
我国平垫圈标准共有9项,从2000-2002年分别批准发布了GB/T97.3-2000、GB/T5286-2001、GB/T95-2002、GB/T96.1-2002、GB/T96.2-2002、GB/T97.1-2002、GB/T97.2-2002、GB/T97.4-2002及 GB/T5287-2002 等平垫圈标准。
根据平垫圈性能等级,作者推荐使用材料:
对于100HV级的可选用ST12、ST13及Q235、Q215、Q195等等,表面硬度可达到 110HV 左右;
对于140HV级的可选用 08F、08Al及10、10F等等,表面硬度可达到140HV左右;
对于200HV和300HV级的应选用45、50、60、70钢或65Mn钢,可通过热处理淬火回火达到200~300HV和300~400HV技术要求。
由于根据标准对于100HV 、140HV级的平垫圈可用低碳钢制造。一般企业在选用材料时大多数是采用宝钢材料,便于冷冲压。下面对Q/BQB403-2003宝钢标准作一点简述。
《冷连轧低碳钢板及钢带》及Q/BQB403-2003企业标准与BZJ407-1999标准相比有主要变化:
•对牌号进行了修改和整合
牌号由常用8种,整合为5种
St12改为DC01 ;
ST13改为DC03 ;
St14、St15改为DC04 ;
BSC2改为DC05;
St16、St14-T、BSC3改为DC06。
•表面质量级别由两种修改为三种:
较高级的精整表面( FB ),表面允许有少量不影响成型性及涂、镀附着力的缺陷,如轻微的划伤、压痕、麻点、辊印及氧化色等。
高级的精整表面( FC )产品二面中较好的一面无肉眼可见的明显缺欠,另一面必须至少达到 FB 的要求。
超高级的精整表面( FD )产品二面中较好的一面不得有任何缺欠,即不能影响涂漆后的外观质量或电镀后的外观质量,另一面必须至少达到 FB 的要求。
表面结构由四种修改为两种,并增加了表面粗糙度的控制值。
表面结构为麻面( D )时的平均粗糙度 Ra 按 0.6μm
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